2866平米五层学生公寓结构计算毕业设计（Word.71页）

1、PAGE PAGE 63摘 要 本设计为某一五层学生公寓的设计，主要包括建筑设计和结构设计两个部分。该公寓高18.9m，总建筑面积为2866m2，耐火等级为二级，抗震设防烈度为6度。建筑设计的内容包括平面、立面及剖面设计。结构设计包括框架设计、构件设计和基础设计等。其中，框架采用钢筋混凝土横向框架承重布置方案，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。本文着重对1榀横向框架进行了配筋设计。在确定了框架布局与分配统计得到各种荷载、作用的大小之后，按D值法、分层法及底部剪力法等弹性分析方法计算得出结构内力，并在此基础上，根据最不利原则进行内力组合，最后得到配筋成果。此外，本文还采用了PKPM软件进行设计，得

2、出了结构施工图。【关键词】 框架结构、建筑设计、结构设计ABSTRACT This design for some 15 student apartment design.， mainly includes the architectural design and the structural design two parts. This apartment high 18.9m, the total floor space is 2866m2, the fireproof rank is two levels, the earthquake resistance fortification

3、intensity is 6 degrees.Architectural design content including plane, vertical surface and section plane design.Structural design including frame design, component design and foundation design and so on.Among them, the frame uses the reinforced concrete crosswise frame load-bearing scheme of arrangem

4、ent, the foundation uses under the reinforced concrete column the independent foundation.This article carried on emphatically to 1 pin crosswise frame has matched the muscle design.After had determined the frame layout and the assignment statistics obtain each kind of load, the function size, accord

5、ing to the D value law, the delamination and the base shearing force law isoelasticity analysis method computation obtains the structure endogenic force, and in this foundation, carries on the endogenic force combination according to the most disadvantageous principle, finally obtains matches the mu

6、scle achievement.In addition, this article also used the PKPM software to carry on the design, has obtained the structure construction drawing. Key word Portal frame construction, architectural design, structural design目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc171645326 摘要 PAGEREF _Toc171645326 h I HYPERL

7、INK l _Toc171645328 第1章 绪论 PAGEREF _Toc171645328 h 1 HYPERLINK l _Toc171645329 1.1选题意义 PAGEREF _Toc171645329 h 1 HYPERLINK l _Toc171645330 1.2工程概况 PAGEREF _Toc171645330 h 1 HYPERLINK l _Toc171645331 1.3设计内容和方法 PAGEREF _Toc171645331 h 1 HYPERLINK l _Toc171645332 1.3.1设计内容 PAGEREF _Toc171645332 h 1 HY

8、PERLINK l _Toc171645333 1.3.2设计方法 PAGEREF _Toc171645333 h 2 HYPERLINK l _Toc171645334 第2章 建筑设计说明 PAGEREF _Toc171645334 h 3 HYPERLINK l _Toc171645335 2.1建筑平面设计 PAGEREF _Toc171645335 h 3 HYPERLINK l _Toc171645336 2.1.1房间平面设计 PAGEREF _Toc171645336 h 3 HYPERLINK l _Toc171645337 2.1.2 楼梯设计 PAGEREF _Toc17

9、1645337 h 4 HYPERLINK l _Toc171645338 2.2建筑立面设计 PAGEREF _Toc171645338 h 4 HYPERLINK l _Toc171645339 2.2.1立面处理 PAGEREF _Toc171645339 h 4 HYPERLINK l _Toc171645340 2.2.2色彩处理 PAGEREF _Toc171645340 h 5 HYPERLINK l _Toc171645341 2.3建筑剖面设计 PAGEREF _Toc171645341 h 5 HYPERLINK l _Toc171645342 2.4建筑细部设计 PAGE

10、REF _Toc171645342 h 5 HYPERLINK l _Toc171645343 第3章 结构设计说明 PAGEREF _Toc171645343 h 7 HYPERLINK l _Toc171645344 3.1框架承重方案 PAGEREF _Toc171645344 h 7 HYPERLINK l _Toc171645345 3.2梁柱截面尺寸估算 PAGEREF _Toc171645345 h 7 HYPERLINK l _Toc171645346 3.3结构计算简图 PAGEREF _Toc171645346 h 7 HYPERLINK l _Toc171645347 3

11、.4结构计算内容 PAGEREF _Toc171645347 h 8 HYPERLINK l _Toc171645348 第4章 结构布置 PAGEREF _Toc171645348 h 9 HYPERLINK l _Toc171645349 第5章 重力荷载计算 PAGEREF _Toc171645349 h 11 HYPERLINK l _Toc171645350 5.1恒荷载计算 PAGEREF _Toc171645350 h 11 HYPERLINK l _Toc171645351 5.2活荷载计算 PAGEREF _Toc171645351 h 13 HYPERLINK l _Toc

12、171645352 第6章 横向框架侧移刚度计算 PAGEREF _Toc171645352 h 14 HYPERLINK l _Toc171645353 6.1框架线刚度计算 PAGEREF _Toc171645353 h 14 HYPERLINK l _Toc171645354 6.2柱侧移刚度计算 PAGEREF _Toc171645354 h 14 HYPERLINK l _Toc171645355 第7章 横向风荷载作用下框架内力和侧移计算 PAGEREF _Toc171645355 h 16 HYPERLINK l _Toc171645356 7.1风荷载作用下标准值计算 PAGE

13、REF _Toc171645356 h 16 HYPERLINK l _Toc171645357 7.2风荷载作用下水平位移计算 PAGEREF _Toc171645357 h 17 HYPERLINK l _Toc171645358 7.3风荷载作用下内力计算 PAGEREF _Toc171645358 h 18 HYPERLINK l _Toc171645359 第8章 竖向荷载作用下框架内力计算 PAGEREF _Toc171645359 h 22 HYPERLINK l _Toc171645360 8.1荷载计算 PAGEREF _Toc171645360 h 22 HYPERLINK

14、 l _Toc171645361 8.1.1恒载计算 PAGEREF _Toc171645361 h 22 HYPERLINK l _Toc171645362 8.1.2活荷计算 PAGEREF _Toc171645362 h 23 HYPERLINK l _Toc171645363 8.2弯矩计算 PAGEREF _Toc171645363 h 24 HYPERLINK l _Toc171645364 8.2.1恒荷作用下弯矩计算 PAGEREF _Toc171645364 h 24 HYPERLINK l _Toc171645365 8.2.2活荷作用下弯矩计算 PAGEREF _Toc1

15、71645365 h 25 HYPERLINK l _Toc171645366 8.3内力计算 PAGEREF _Toc171645366 h 26 HYPERLINK l _Toc171645367 8.4梁端剪力及柱轴力计算 PAGEREF _Toc171645367 h 26 HYPERLINK l _Toc171645368 8.4.1恒载作用下柱剪力及轴力计算 PAGEREF _Toc171645368 h 31 HYPERLINK l _Toc171645369 8.4.2活载作用下柱剪力及轴力计算 PAGEREF _Toc171645369 h 33 HYPERLINK l _T

16、oc171645370 第9章 横向框架内力组合 PAGEREF _Toc171645370 h 35 HYPERLINK l _Toc171645371 9.1框架梁内力组合 PAGEREF _Toc171645371 h 35 HYPERLINK l _Toc171645372 9.2框架柱内力组合 PAGEREF _Toc171645372 h 37 HYPERLINK l _Toc171645373 第10章 截面设计 PAGEREF _Toc171645373 h 42 HYPERLINK l _Toc171645374 10.1框架梁设计 PAGEREF _Toc171645374

17、 h 42 HYPERLINK l _Toc171645375 10.1.1梁正截面受弯承载力计算 PAGEREF _Toc171645375 h 42 HYPERLINK l _Toc171645376 10.1.2梁斜截面受剪承载力计算 PAGEREF _Toc171645376 h 43 HYPERLINK l _Toc171645377 10.2框架柱设计 PAGEREF _Toc171645377 h 45 HYPERLINK l _Toc171645378 10.2.1柱剪跨比和轴压比验算 PAGEREF _Toc171645378 h 45 HYPERLINK l _Toc171

18、645379 10.2.2柱正截面承载力计算 PAGEREF _Toc171645379 h 45 HYPERLINK l _Toc171645380 10.2.3柱斜截面受剪承载力计算 PAGEREF _Toc171645380 h 47 HYPERLINK l _Toc171645381 第11章 构件设计 PAGEREF _Toc171645381 h 48 HYPERLINK l _Toc171645382 11.1楼梯设计 PAGEREF _Toc171645382 h 48 HYPERLINK l _Toc171645383 11.1.1梯段板设计 PAGEREF _Toc1716

19、45383 h 48 HYPERLINK l _Toc171645384 11.1.2平台板设计 PAGEREF _Toc171645384 h 49 HYPERLINK l _Toc171645385 11.1.3平台梁设计 PAGEREF _Toc171645385 h 50 HYPERLINK l _Toc171645386 11.2楼面板设计 PAGEREF _Toc171645386 h 51 HYPERLINK l _Toc171645387 11.3屋面板设计 PAGEREF _Toc171645387 h 54 HYPERLINK l _Toc171645388 第12章 基础

20、设计 PAGEREF _Toc171645388 h 58 HYPERLINK l _Toc171645389 12.1基础尺寸确定 PAGEREF _Toc171645389 h 58 HYPERLINK l _Toc171645390 12.2软弱下卧层验算 PAGEREF _Toc171645390 h 59 HYPERLINK l _Toc171645391 12.3截面及配筋计算 PAGEREF _Toc171645391 h 59 HYPERLINK l _Toc171645392 设计心得 PAGEREF _Toc171645392 h 62 HYPERLINK l _Toc17

21、1645393 致谢 PAGEREF _Toc171645393 h 64 HYPERLINK l _Toc171645394 参考文献 PAGEREF _Toc171645394 h 错误！未定义书签。 第1章 绪论1.1选题意义本工程为哈尔滨市某学生公寓。由于原来的学生公寓已使用多年，条件与设备远达不到人们的标准，为提高学生的生后质量，改善其生活环境，决定兴建的新型学生公寓，以此来满足人们日常工作的需要。1.2工程概况本工程为钢筋混凝土框架结构，总建筑面积2866m2，设计使用年限为50年。本建筑按6度抗震设防，防火等级为二级。哈市地区基本雪压So=0.45kN/m2，基本风压wo=0.5

22、5kN/m2，地面粗糙度为B类。地势较平坦，地表下土层分布较不均匀，分为四层：第一层0.8m杂填土；第二层0.8-1.8m粉土层，地基承载力160kPa；第三层1.8-4.3m粘土层，地基承载力210kPa；第四层为淤泥质黏土，地基承载力特征值为95 kPa。冬季室外平均最低气温-26，全年主导风向为东南风。地下静止水位距室外地面8.0m，水质对建筑物无腐蚀作用，冬季土壤冰冻深度为2m。1.3设计内容及方法1.3.1设计内容根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、民用建筑设计防火规范等相关知识进行建筑方案的设计，针对工程的使用性质做出具体的设计。整个方案要满足大学的教学需要和正常的使用功能，功能分区

23、要细致合理符合规范，使建筑物发挥出其应有的功能。完成建筑平面图、建筑立面图，建筑剖面图等。 结构部分包括结构类型的选择，包括结构的布置及柱网尺寸；估算结构的梁、板、柱的截面尺寸；竖向荷载作用下框架内力计算、水平荷载作用下框架侧移及内力计算、框架内力组合；框架梁、板，柱配筋计算；楼梯内力及配筋计算及基础设计。根据以上计算内容编写计算书并绘制结构图。 1.3.2设计方法建筑部分则运用房屋建筑学等学科知识进行设计，结合设计规范要求合理分区，满足使用要求，保证工程的安全性、耐久性、适用性，使设计的结构在规定的设计使用年限内完成预期的功能要求。建筑施工图的绘制遵循工程制图的标准，图中的各种标注、符号符合

24、规范，做到能够看图施工。结构部分要求结构的布置及柱距的确定应满足使用功能，柱网尺寸符合模数。结构的梁、板、柱截面尺寸符合要求，合理确定。采用D值法计算柱的侧移刚度，竖向荷载部分则采用二次弯矩分配法进行计算。第2章 建筑设计说明该建筑是哈尔滨市一座公寓楼，从住宿建筑选址角度考虑。下面从具体几个方面进行说明本工程的建筑设计。2.1建筑平面设计建筑平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的，即有目的地组合内部使用空间，使其更能满足使用者的要求，虽然本设计是从平面设计入手，但是着眼于建筑空间的组合，结合工程的具体特点进行设计1。本设计中主体部分是学生寝室。辅助房间有卫生间、门卫室，消防控制室等。在建筑内部

25、，卫生间和配电室均布置在北面，考虑到其通风、采光，排气等要求，房间均靠外墙设置。卫生间内设置了前室，这样使厕所较为隐蔽，又利于改善走廊的卫生条件。卫生间除设置了大便器和小便池外，还设置了洗手盆，厕所内为满足防潮湿、防腐蚀、好冲刷等要求，采用1.2m高瓷砖墙面，地面为马赛克，室内标高低于走廊0.02m，防止冲刷厕所时水流入走廊。走廊是联系各个房间，楼梯和门厅等各部分的重要通道，以解决层间中水平联系和疏散问题，根据通行人数和防火要求，按照规范规定，本设计中走廊宽为2.7m，大于走廊的最小净宽为2.15m。考虑其采光要求在走廊端部开窗。2.1.1房间平面设计根据功能所需，笼音效果等相关要求，对各房间

26、的面积、形状与尺寸等进行平面组合设计。首先确定房间为矩形，除有固定用途的房间面积较大之外，其余房间面积均相同，且布置工整。房间窗尺寸2100mm2700mm，以确保房间具有很好的采光效果。楼梯设计在门厅附近，体现了导向明确，疏散快捷方便的理念。地面采用了易清洁且不易起尘的大理石面层。2.1.2 楼梯设计1.楼梯形式的选择应满足疏散迅速安全，尽量减少交通面积并有利于房间平面布置，根据公寓平面的形状与尺寸，确定楼梯形式为平行双跑楼梯2。2.确定楼梯开间进深尺寸，根据上述计算，考虑到建筑模数要求，将开间尺寸定为3900mm，则梯段宽度为1800mm。根据平台宽度大于等于梯段宽度的规定，平台宽度亦取2

27、335mm。3.本建筑中设置了两部消防楼梯。确定楼梯的踏步尺寸与楼梯段净宽：宿舍楼的楼梯应采用平行的踏步，踏步高取150mm，宽取300mm。因首层与标准层层高相同，所以踏步数与梯段长度也相同。踏步数：第一跑梯段踏步数为1800/150=12；第二跑梯段踏步数是1800/150=12。2.2建筑立面设计2.2.1立面处理建筑高18.9m，表面为灰色大理石面层。外围护墙体及所有内隔均采用陶粒混凝土空心砌块，外墙外贴80厚挤塑聚苯板保温3。在钢筋混凝土框架承重结构中，因竖向荷载全部由柱承担，墙体仅起隔断围护作用，所以在墙面上开窗的位置与尺寸较为灵活，以这种结构为骨架形成的立面形象，往往给人以明朗、

28、轻快、舒畅的感觉4。本设计中房间窗窗台高度为0.9m，窗宽2.7m，高2.1m，以此来满足采光要求。正门为两扇门，此外还在建筑两边各设置了两扇侧门，以此来满足疏散要求。门上均设有雨蓬，室内外高差为0.3m，台阶为两步。为满足造型要求，女儿墙高度设为0.9m。另外对主要出入口进行了适当的艺术处理，使整个建筑的体形统一而富有变化，并显得更为生动，活泼。2.2.2色彩处理对公寓建筑外部进行色彩处理，是因为色彩不仅富有表情而且具有造型功能，不同的色彩组合关系可以构成千变万化的图形5。本设计立面采用灰色大理石面层，窗为蓝色，产生明亮效果的同时，还会给人一种雄伟的感觉。2.3建筑剖面设计剖面设计的目的主要

29、是确定内部空间的使用高度，以确保建筑空间的满足使用要求，公寓楼是人流密集的公共建筑，考虑到消防设备及主梁，吊顶的高度，确定了底层与标准层层高均为3.6m，经初步估算，净高符合要求。本工程设计采用的平行双跑楼梯，楼段踏步bh150mm300mm，满足公寓建筑楼梯踏步b280mm，h160mm的规定6。剖面上对窗的尺寸没有过多的限制，因此窗的高度及窗台的高度依据立面造型确定。2.4建筑细部设计1.防潮层：防潮层在-0.06处抹20厚1:2.5水泥沙浆(内掺3%JJ91硅质密实剂)。2.散水坡：室外散水坡宽800mm，在有弯角处设缝，直线段每20m设缝；与外墙交接处设缝，缝宽20mm，用沥青麻丝填实

30、，散水坡在素土夯实的基层上做300厚粗砂垫层；60厚混凝土垫层；20厚1:3水泥砂浆压光，横坡5%，端部高出室外地面50mm。3.室内粉刷部分的阳角和门洞的阳角，应用1:2水泥砂浆做护角，高度2.1m，每侧宽度不小于50mm。4.窗口及突出墙面的线脚下面均应抹出滴水线。5.屋面本工程屋面防水等级为三级，屋面防水施工时应保证基层干燥。做法：150厚水泥蛭石保温层；40厚配筋C25细石砼保护层；20厚1:3水泥砂浆找平层；SBS(3+3)改性沥青卷材防水层；1:8水泥陶粒100mm找坡层；100厚现浇混凝土板结构层外加10mm板底抹灰7。6.门窗 = 1 * GB2 塑钢门窗框与墙体连接处构造做法

31、为用聚氨脂发泡塞缝，再用1:2水泥砂浆抹实。 = 2 * GB2 窗台板选用60厚水磨石窗台板，两端向侧墙伸入50mm。 = 3 * GB2 木门为棕色调和漆三遍成活。7.消火栓，配电箱安装时，如穿透墙体其后设金属网，抹20厚1:2.5水泥砂浆，然后再做内饰，各层电表箱，消火栓箱外框与墙体间均用苯板保温。8.预埋及外露金属构件均应经过防锈处理，木构件均应经过防腐处理。9.凡是穿墙及穿楼板的各种管道均应以水泥砂浆填实严密。10.屋面雨水口等处必须可靠密封，屋面施工完毕之后必须按照有关技术规定灌水，试验合格之后方可投入使用。11.在楼梯间内侧做30厚挤塑聚苯板保温层。第3章 结构设计说明3.1框架

32、承重方案本设计采用框架承重体系，根据楼盖的平面布置及竖向荷载的传递途径，框架的承重方案为横向、纵向，纵横向框架承重三种方案8。本设计采用了横向承重方案。3.2梁柱截面尺寸估算楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。梁截面高度按跨度的1/121/8估算,由此估算的梁截面尺寸分别为:框架梁尺寸为300mm600mm。柱的截面尺寸按轴压比限值公式进行估算，确定一层柱截面尺寸为550mm550mm，二层五层柱截面尺寸为450mm450mm。一至五层的混凝土等级为C30。3.3结构计算简图计算简图用梁柱的轴线表示：梁柱轴线取各自的形心线；对于钢筋混凝土楼盖整体浇注的框架梁，可取楼板底面

33、处作为梁轴线。底层的下柱取至基础顶面。各层截面尺寸不同且形心线不重合时，取顶层柱的形心线作为柱子的轴线9。必须注意，按此计算简图算出的内力是计算简图轴线上的内力，由于此轴线不一定是各截面的形心线，故在截面配筋计算时，应将计算简图轴线上的内力转化为柱截面形心处的内力，即计入上、下柱截面形心间的偏心距对截面弯矩的影响。3.4结构计算内容本设计进行了重力荷载计算，风荷载计算，水平荷载作用下框架结构的内力计算，竖向荷载作用下框架结构的内力计算，框架梁、柱内力组合，截面设计梁柱配筋计算以及小构件的计算，小构件的计算其中包括楼梯计算，楼板配筋计算以及基础设计。第4章 结构布置 根据该房屋的使用功能及建筑设

34、计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，属多层建筑，主体结构共五层，层高均为3.6m。女儿墙高0.9m。考虑到该建筑为北方建筑，冬季比较寒冷，冻土层深两米左右，故柱埋深取为1.2m，室内外高差为0.3m。 填充墙采用390290190的空心陶粒混凝土砌快。外墙厚290，内墙厚190。门为木门，门洞尺寸为1.0m2.1m。窗为铝合金窗，洞口尺寸为2.7m2.1m。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算，宽度取截面高度的1/31/2，各层梁截面尺寸及混凝土强度等级见表3-1。C30混凝土(fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2

35、)。 表4-1 各层梁截面尺寸及混凝土强度等级 单位：(mmmm)层次混凝土等级边跨梁（bh）中跨梁（bh）25C303006003004001层C30300600300400柱截面尺寸可根据柱子的轴压比限值确定10。， (4-1) 式(4-1)中N为轴压比设计值，B为考虑地震作用时柱轴力增大系数，边柱取1.3，不等跨柱取1.25，等跨柱取1.2，F为按支剪状态计算的柱子的负载面积。gE为折算在单位面积上的重力荷载代表值(1215kN/mm2)。n为验算截面以上的楼层层数，Ac为柱子的截面面积，fc为混凝土轴心抗压设计值。因柱选用C30混凝土，故fc=14.3N/mm。柱子的轴压比限值，一、二

36、、三级分别为0.7、0.8、0.9。查得本建筑的抗震等级为四级，保守起见，取柱子的轴压比限值为0.9，其中hc400mm，bc350mm。由公式(4-1)得第一层柱截面面积为：边柱： 中柱： 图4-1 框架计算简图如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面298mm和344mm。据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下：1层： 550mm550mm25层： 450mm450mm顶层柱的形心作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，25层柱高度为层高，即3.6m；底层柱高从基础地面至一层板底，即5.1m。第5章 重力荷载计算5.1恒荷载计算1.不上人屋面框架梁线荷载标准值保温层：150厚水泥

37、蛭石保护层：40厚配筋C25细石砼找平层：20厚1:3水泥沙浆防水层：SBS(3+3)改性沥青卷材找坡层：100厚1:8水泥陶粒结构层：100厚现浇混凝土板板底抹灰：10mm屋面恒荷载：边跨框架梁自重： 梁侧侧粉：小计： 中跨框架梁自重： 梁侧粉刷：小计：因此，作用在梁上(顶层)线荷载为：2.楼面框架梁线荷载标准值大理石面层：25厚水泥沙浆面层：100厚现浇混凝土板：10厚板底抹灰：楼面恒荷载：边框架梁及梁粉刷：边跨填充墙自重：墙面粉刷：小计：中跨框架梁及其粉刷：因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：3.屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重：内侧粉刷：外贴大理石：900高女儿墙自重：内面粉

38、刷水泥：外贴大理石面层：连系梁传来屋面自重：顶点边节点集中荷载：中柱连系梁自重：粉刷：连系梁传来屋面自重：顶点中节点集中荷载：4.楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重：内粉刷外大理石：钢窗自重：窗下墙体自重：内粉刷：外大理石：窗边墙体自重：内粉刷：外大理石： 连系梁传来楼面自重：中间层边节点集中荷载：中柱连系梁自重：粉刷：内纵墙自重：粉刷：扣除门洞重加上门重：连系梁传来楼面自重： 中间层中节点集中荷载：5.2活荷载计算1.屋面活荷载取活荷与雪荷中的较大值2.楼面活荷标准值取2.0kN/m，走道取2.5kN/m第6章 横向框架侧移刚度计算6.1框架线刚度计算横梁线刚度ib计算过程见表6-1，

39、柱线刚度Ic计算过程见表6-2。表6-1 横梁线刚度ib计算类别层次Ec/N/mm2bh/mm2Io/mm4l/m边横梁15层3.01043006005.46000走道梁15层3.01043004002.72700 续表6-1 横梁线刚度计算类别层次EcIo/l/N.mm1.5EcIo/l/N.mm2EcIo/l/N.mm边横梁15层2.70010104.05010105.4001010走道梁15层1.48110102.22210102.9621010表6-2 柱线刚度计算层次hc/mmEc/N/mm2bh/mm2Ic/mm4EcIc/hc/N.mm1层51003.01045505507.62

40、610104.48610102536003.01044504503.41710102.8481010注：ic柱的线刚度Ic=EcIc/h，Ic为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。6.2柱侧移刚度计算据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等，柱的侧移刚度计算结果分别见表6-3、6-4和6-5。表6-3 中框架柱侧移刚度D值层次边柱:(14根)中柱:(14根)cDi1cDi2251.8960.478128422.9360.595156903994481层1.2040.532110081.8650.61212664331408层次边柱:(4根) 中柱:(4根

41、)cDi1cDi2251.4220.416109702.2020.52413818991521层0.9030.48399961.3980.5591156986260表6-4 边框架柱侧移刚度D值表6-5 楼梯间框架柱侧移刚度D值层次D-4,D-5,D-7,D-8C-4,C-5,C-7,C-8cDi1cDi2251.4220.416109702.4620.552145561021041层0.9030.48399961.5630.5791198387916 注：柱的侧移刚度D=c12ic/h2将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层间侧移刚度，见下6-6表。表6-6 框架层间侧移刚度层

42、次12345Di505584600704600704600704600704，则该框架为规则框架。第7章 横向风荷载作用下框架内力和侧移计算7.1风荷载作用下标准值计算风荷载标准值按式计算。式中的为基本风压，对于一般的高层建筑，用荷载规范中所给的乘以1.1后使用，本设计中不乘以此系数。为风荷载体型系数，其中矩形平面建筑风荷载体型系数1.3。本建筑中， 故取=1.3，风压高度变化系数，与地面粗糙程度有关。风振系数，荷载规范规定对于高度大于30m且高度比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响11。本设计房屋高度小于30m，因此该房屋框架不需考虑风压脉动的影响。可近似采用振型计算点

43、距室外地面高度Z与房屋H的比值，为脉动系数，可按式计算；U为脉动影响系数，为风压高度变化系数。黑龙江省哈尔滨市基本风压W0=0.55kN/m2，地面粗糙程度为B类。取 = 3 * GB3 轴为例，求得各楼层标高处的Pw见表7-1，风荷载作用下结构计算见图7-1 。表7-1 沿房屋高度分布风荷载标准值层次zsZ(m)zW0(kN/m2)A(m2)Pw(kN)51.01.318.31.210.5510.5312.9541.01.314.71.130.5514.0414.1831.01.311.11.030.5514.0413.4521.01.37.51.000.5514.0412.1411.01.

44、33.91.000.5515.219.577.2风荷载作用下水平位移计算风荷载作用下框架侧移刚度按D值法计算，表7-2计算了各杆的D值以及所取一榀框架的D值之和，也给出了每榀框架分到的剪力。图7-1 风荷载作用下结构计算简图表7-2 风荷载作用下各层框架柱D值及剪力值层数层剪力kN边柱D值N/mm中柱D值N/mmN/mm每层边柱剪力kN每层中柱剪力kN512.951284215690570642.9143.561427.131284215690570646.1057.495340.581284215690570649.13211.157252.7212842156905406411.86414

45、.495162.2911008126644734414.48316.662剪力最大值为62.29kN，根据我国现行规范规定，主要限制层间位移：对于不高于150m的框架结构，满足要求。7.3风荷载作用下内力计算根据各楼层的剪力及柱的抗侧移刚度，可求得分配各框架柱的剪力，i层j柱分配到的剪力Vij及该柱上下端的弯矩Miju和Mijb分配按下列各式计算： 上端弯矩：Miju=Vij(1-y)h下端弯矩：Mijb=Vijyh由此可得框架柱的固端弯矩，边柱与中柱的计算结果见表7-3。由柱端剪力根据节点的弯矩平衡条件求得各梁端弯矩及梁端剪力，再由节点力的平衡条件求得柱的轴力，其结果见表7-4。由此作用风荷

46、载F的M、V、N见图7-2，图7-3。表7-3 各层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mVi/KNDij/N/mm边柱Di1Vi1yMi1bMi1u53.612.9557064128422.9141.8960.3954.1446.34743.627.1357064128426.1051.8960.4509.89012.08833.640.5857064128429.1321.8960.49516.27316.60223.652.72570641284211.8641.8960.50021.35521.35515.162.29473441100814.4831.2040.65048.01125.852

47、层次hi/mVi/KNDij/N/mm中柱Di2Vi2yMi2bMi2u53.612.9557064156903.5612.9360.4455.7057.11543.627.1357064156907.4592.9360.49513.29213.56033.640.58570641569011.1572.9360.50020.08320.08323.652.72570641569014.4952.9360.50026.09126.09115.162.29473441266416.6621.8650.60551.41133.566表7-4 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边跨梁轴力NMbl/kNm

48、Mbr/kNmL/mVb/kN边柱N/kN中柱N/kN56.3474.5966.01.8241.8240.984续表416.23212.4456.04.7806.6043.491326.49221.5606.08.00914.6137.562237.62829.8286.011.24325.85613.356147.20738.5386.014.29140.14720.607层次走道梁轴力NMbl/kNmMbr/kNmL/mVb/kN边柱N/kN中柱N/kN52.5192.5192.70.8401.8240.98446.8206.8202.72.2736.6043.491311.81511.8

49、152.73.93814.6137.562216.34616.3462.75.44925.85613.356121.11921.1192.77.04040.14720.607图7.2 风载作用下框架剪力及轴力图图7-3 风荷载作用下框架弯矩图第8章 竖向荷载作用下框架内力计算取 = 3 * GB3 轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为3.9m，传给框架的荷载如阴影所示，见图8-1。图8-1 横向框架计算单元8.1荷载计算8.1.1恒载计算荷载作用形式见图8-2。其中、代表横梁自重，为均布荷载形式。由于在重力荷载计算部分已经计算了所求量，所以在这里计算过程从略。见表8-1。 图8-2 各层梁上作

50、用的恒载 表8-1 横向框架横荷载汇总表层数kN/mkN/mkN/mkN/mkNkNkNmkNm54.8262.7026.55918.38773.612109.2275.5218.1922410.4662.7014.0019.69357.23465.9614.2934.947110.4662.7014.0019.69357.23465.9617.1548.2458.1.2活荷计算荷载作用形式如图8-3所示。活荷载计算值见表8-2。 图8-3 各层梁上作用的活载表8-2 横向框架活荷载汇总表层次kN/mkN/mkNkNkNmkNm51.951.353.8517.2450.2890.543247.

51、86.7515.2136.2251.1412.71717.86.7515.2136.2251.9014.5288.2弯矩计算8.2.1恒荷作用下弯矩计算5层：24层：1层： 8.2.2活荷作用下弯矩计算5层：24层： 1层：8.3内力计算梁端柱、梁弯矩采用弯矩二次分配法计算。由于结构和荷载对称，故计算时可用半框架。弯矩计算过程如图8-4、8-5，所得弯矩图如图8-6、8-7。8.4梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需要考虑柱的自重。求剪力可按下式计算：AB跨： BC跨： 图8-4 恒载作用

52、下纵向框架弯矩的二次分配法 图8-5 活荷作用下框架弯矩二次分配法图8-6 恒载作用下框架弯矩图图8-7 活载作用下框架弯矩图8.4.1恒载作用下柱剪力及轴力计算5层剪力：5层轴力：4层剪力：4层轴力：3层剪力：3层轴力：2层剪力2层轴力：1层剪力：1层轴力：计算结果列于表8-3、8-4中。 表8-3 恒载作用下柱轴力计算表 单位：（kN）层次柱轴力A柱B柱N顶N底N顶N底5138.750157.410196.665215.3254273.275291.935352.343371.0033408.047426.707507.774526.4342542.522561.182663.502682

53、.1621677.036716.812819.191858.967 表8-4 恒载作用下梁端剪力计算表 单位：（kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VC568.26016.056-3.122065.13871.38216.056459.75010.188-1.119058.63160.86910.188359.75010.188-0.872058.87860.62210.188259.75010.188-1.169058.58160.91910.188159.75010.188-1.130058.6

54、2060.88010.1888.4.2活载作用下柱剪力及轴力计算计算剪力时活载作用下与恒载作用下梁端弯矩的计算方法相同。只是在计算柱轴力时不必加柱子自重，其余方法完全相同，这里不再赘述，计算结果列于表8-5中。 表8-5 活载作用下梁端剪力及柱轴力计算表 单位：（kN）层次荷载剪力弯矩剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VC53.950.91-0.0903.864.040.917.71212.19415.804.56-0.55015.2416.354.55656.8287.98续表315.804.56-0.5101

55、5.2916.304.556105.98163.73215.804.56-0.52015.2816.314.556155.13239.48115.804.56-0.58015.2116.384.556204.21315.29第9章 横向框架内力组合本设计中考虑了四种内力组合：1.2SGK+1.26(SQK+SWK)1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK 1.2SGK+1.4SWK (9-1)9.1框架梁内力组合按式(9-1)中的四种组合计算梁内力，各层梁内力组合见表9-1，表中SGK、SQK两列中的梁弯矩M为经过调幅后的弯矩(调幅系数取0.8)。表9-1 框架梁内力组合层次截面内力S

56、GKSQK左SWK右SWK一层AM-39.666-11.27347.207-47.207V58.6215.213-14.29114.291B左M-45.008-14.064-38.53838.538V60.8816.37714.291-14.291B右M-9.997-3.48621.119-21.119V10.1884.556-7.047.04跨间MAB56.57216.2194.3354.335跨间MBC-2.0160.35900 三层AM-39.354-11.27626.492-26.492V58.87815.289-8.0098.009B左M-44.726-13.703-21.5621.

57、56V60.62216.3018.009-8.009B右M-10.536-3.73411.815-11.815V10.1884.556-3.9383.938跨间MAB56.90916.3982.3662.366跨间MBC-2.5550.11100续表层次截面内力SGKSQK左SWK右SWK 五层AM-33.746-2.956.347-6.347V65.1383.861-1.8241.824B左M-48.733-3.373-4.5964.596V71.3824.0371.824-1.824B右M-19.299-0.9262.519-2.519V16.0560.911-0.840.84跨间MAB7

58、8.8884.0610.8760.876跨间MBC-6.366-0.15700续表9-1 框架梁内力组合层次截面内力1.2SGK+1.26(SQK+SWK)1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK1.2SGK+1.4SWK一层AM-2.322-121.284-64.822-63.38118.491-113.689V71.506107.51994.3591.64250.33790.351B左M-120.288-23.172-74.825-73.699-107.963-0.056V111.69875.68498.56595.98493.06353.049B右M10.221-42.999-1

59、6.982-16.87717.570-41.563V9.09626.83718.30918.6042.36922.082跨间MAB93.78493.78492.59190.59373.95573.955跨间MBC-1.967-1.967-2.363-1.917-2.419-2.419三层AM-28.053-94.813-64.404-63.011-10.136-84.314V79.826100.00994.77492.05859.44181.866B左M-98.103-43.771-74.083-72.855-83.855-23.487V103.37783.19498.14195.56883.

60、95961.534B右M-2.461-32.235-17.958-17.8713.898-29.184V13.00422.92818.30918.6046.71217.739跨间MAB91.93391.93393.22591.24871.60371.603跨间MBC-2.926-2.926-3.338-2.911-3.066-3.066续表 层次截面内力1.2SGK+1.26(SQK+SWK)1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK1.2SGK+1.4SWK五层AM-36.215-52.209-48.507-44.625-31.609-49.381V80.73285.32991.797